abaqus损伤塑性模型损伤参数计算方法

本文应用断裂力学、损伤力学和路面破坏的基本原理，重点对水泥混凝土路面的开裂过程进行分析，提出了混凝土路面开裂破坏的3个阶段及其之间的关系，并阐述各个阶段裂纹形成和板破坏的原因及机理。

结构损伤识别可以归结为结构损伤参数的模式识别问题．对结构响应信号进行小波包分解可以获得各频带的信号能量，将此特征向量作为输入．利用支持向量机强大的模式分类功能，可以实现结构的损伤识别．在环境振动下，对1／10比例的单层网壳模型进行损伤识别试验，将不同的杆件沿径向进行相应程度的截面切割用以模拟不同程度的损伤状态．对不同损伤情况的加速度样本进行三层小波包分解，以相应频带的信号能量作为输入建立支持向量机，利用支持向量机对未训练样本的信号能量进行损伤分类．试验结果表明该方法简便准确，验证了小波包和支持向量机方法用于损失识别的有效性．

　轨枕两侧下部出现该截面的荷载弯矩，产生垂直横向裂缝。这种裂缝较小时，不会让轨枕失效。但截面荷载弯矩较大时，就会出现长度超过中和轴的横向裂缝，导致轨枕失效。

考虑钢材的损伤累积效应和应变强化效应，应用塑性应变和能量耗损理论建立了钢材的损伤力学模型；在此模型基础上，推导了网架结构考虑损伤累积效应的单元弹塑性刚度矩阵和结构动力平衡微分方程，编制了相应的有限元分析计算程序，并对一空间网架结构算例进行了数值仿真分析。结果表明，考虑损伤累积效应对空间网架结构的弹塑性地震反应有着显著的影响，其中有损伤杆件的应力减小、应变增大；无损伤杆件的应力、应变均增大；在不同方向组合地震的作用下，考虑与不考虑损伤累积效应，网架结构的内力和变形趋势相同；不同的地震作用，考虑损伤累积效应时对网架结构的内力和变形的影响也较大。

以振动台试验为基础,利用ABAQUS软件对试验原型进行了抗震模拟,根据模拟出的砌体模型损伤云图及相应受拉损伤参数(DAMAGET)值,判断砌体结构的裂缝位置和破坏程度。通过对比弹塑性时程分析数据与试验结果,验证了有限元模型各参数设置的合理性。建立三个有限元模型,比较模型间损伤参数值和结构的层间位移角,研究构造柱及材料强度对砌体结构抗震性能的影响。结果表明:应力集中的洞口附近首先出现受拉损伤,而构造柱的设置可延缓其发展,此外,材料强度对结构刚度产生的影响较大。

针对网格结构中杆件数量众多,但节点数总是远远小于杆件数的特点,损伤识别中采用了基于 BP神经网络技术和面向节点的损伤初步定位方法的网格结构损伤识别的三步法。对双层柱面网壳 结构模型在不同杆件去掉时的四种损伤情况下的振动特性进行了实测,并以实测低阶模态的频率变 化率和少数测点的振型分量作为神经网络输入参数,对模型的各种损伤情况进行了识别。结果表明, 所用的方法可以精简神经网络的结构,并提高其模式识别的能力。该方法可用于对大型复杂结构的 损伤识别。

理论分析表明结构损伤前后的固有频率的变化包含了结构损伤位置和程度的信息.在此理论基础上,对一个简支梁模型进行了损伤数值模拟,提取固有频率的变化并采取合适的方法构造改进型BP 神经网络的输入参数,并应用简支梁损伤前后的模态实验数据输入训练好的神经网络来判断结构损伤. 检测表明,该方法在结构损伤检测中具有较好的应用前景.

混凝土的冻融破坏是当今混凝土耐久性问题的一个重要方面，在混凝土中掺加适量的引气剂能显著提高混凝土的抗冻性，从而增加混凝土的服役寿命。本文对混凝土不同冻融循环次数后的相对动弹性模量做了具体分析，并且对试件从外及里各部分进行了毛细吸水试验，结果表明：引气混凝土经过300次冻融循环后仍保持良好的抗冻性；未掺和掺加引气剂的混凝土试件经不同冻融循环后外部毛细吸收系数A值均大于其内部的毛细吸收系数，试件内外损伤程度不同。

对钢结构损伤的准确识别是确保钢结构安全可靠的重要保证。本文提出了一种利用动力试验检测钢结构破损的方法。通过建立钢梁的有限元模型计算正常情况下梁的动力特性,利用现场采集试验数据、模态分析技术获得损坏梁的自振征比的比较确定损伤位置。经实例分析证明该方法准确、简便、适用,提高了钢结构损伤识别的效 率和精度。

采用损伤理论建立了疲劳荷载作用下混凝土基体、钢筋以及纤维布材料的损伤和破坏准则，并利用分段性原理，对碳纤维布加固梁的疲劳损伤进行非线性计算，从而得到加固梁的疲劳寿命和破坏形式。计算结构与试验结果相近，表明该损伤及其计算方法的科学性

以两端铰支的圆弧形拱为研究对象，通过有限元数值模拟计算得到拱损伤前后的前四阶模态参数，然后运用中心差分近似求得拱的曲率模态并用于拱的损伤检测研究。结果表明： 当布置有足够数量的振型测点时，拱损伤前后基于径向位移和转角位移的模态曲率差均可用于拱损伤的探测和定位，并大致判断其损伤程度。

推导了简支梁某一点的挠度随移动荷裁位置变化的解析解，在理论上证明了挠度差值影响线对结构损伤识别的可行性．提出用损伤前后一点的挠度差值来识别损伤，为验证该方法的正确性，采用一个单跨简支粱进行有限元模拟．通过有限元计算表明该方法对单损伤简支粱的损伤位置和损伤程度具有准确的识别能力．

将简支梁作为钢筋混凝土简支梁桥的结构简化模型，对其加载损伤后的振动耗能特征进行试验研究。通过静力加载试验模拟简支梁的损伤累积过程，通过突加荷载试验跟踪简支梁振动耗能特征随加载损伤等级的变化，深入分析了阻尼比随裂缝损伤状态的变化机理，并在此基础上提出了描述结构振动耗能特征的指标—— 相邻周期耗能比。分析结果表明，该指标能够比较敏感地反映裂缝型损伤的程度变化，具有较好的噪声鲁棒性，可以作为钢筋混凝土简支梁桥的损伤检测指标。

本资料为湖北混凝土梁桥火灾损伤评估技术规程，包含范围、规范性引用文件、术语和定义、基本要求、损伤评估程序及内容、详细调查与检测等，可供参考。

在ABAQUS有限元分析软件的基础上,开发了针对钢筋混凝土杆系结构弹塑性分析的混凝土材料子程序。在程序中,建立了基于应力-应变关系层面的材料非线性本构关系及滞回模型。

：确定损伤构件及其损伤程度是分阶段损伤识别的最后一步，同时又是进一步制定结构安全运行决策的前 提和基础。研究了在确定了结构损伤区域的条件下，应用反向传播(BP)神经网络同时实现对具体损伤构件及其损伤程度识别的方法。探讨了针对上述神经网络训练数据的构造和训练策略。应用提出的方法对汲水门斜拉桥桥面结构进行了损伤识别仿真模拟。基于模态参数对损伤的灵敏度分析，选取了12 个自振频率和损伤区域附近的6个振型分量作为构造网络输入的基本数据。网络的输出向量同时指示了损伤构件及其损伤程度。就模拟的10 种损伤情况，当损伤程度达到60%以上时，有9 种实现了正确的构件识别，半数以上给出了可以接受的损伤程度描述。

本文通过实验研究验证了应变模态对结构局部损伤的敏感性，研究结果表明基于环境激励法的应变模态实验可有效地识别损伤位置。同时讨论了应变模态对局部损伤的敏感范围。

利用损伤力学的观点，用弹性模量损伤和能量损伤相结合的方法定义损伤变量，分析了基体强度为40 MPa、钢纤维含量为0和2．0％的混凝土在4种应变速率(10 、10 、10 、5-10 S )下的单轴压缩试验数据，比较了普通混凝土和钢纤维混凝土在4种应变速率下的损伤特性，并对混凝土材料的损伤机理进行了分析。试验分析表明：①混凝土材料在加载初始阶段普通混凝土的损伤比钢纤维混凝土的损伤小，混凝土内部为微观裂纹的发育发展；当加载到一定程度时，普通混凝土的损伤则比钢纤维混凝土的损伤大，混凝土内部为宏观裂纹的发展和贯穿；② 混凝土在加载的初始阶段，普通混凝土的损伤比钢纤维混凝土的损伤小，但应变速率越大，两种混凝土之间的损伤差异越小；③试验加载速率越高，普通混凝土损伤大于钢纤维混凝土损伤时材料的应变越小，对应的损伤值也相应越小；④普通混凝土加载速率越高，损伤程度会随应变加载速率的提高而增加；⑤钢纤维混凝土在加载初始阶段，混凝土中仅有微观裂纹，不同加载速率下，损伤发展趋势一致；在峰值应变后应变速率越高，裂纹扩展和贯穿的速度越快，损伤程度也越大。

小波变换具有在时域和频域内表征信号局部特性的能力，能够在不同尺度下对结构响应中的突变信号进行放大和识别．本文在曲率模态基础上，提出了一种基于小波变换的梁式结构损伤识别方法利用双正交小波函数对损伤前后结构的曲率模态进行小波变换．通过小波变换系数的变化和分布情况建立了结构损伤指标，可判定损伤存在，确定损伤位置和估计损伤程度．并通过一简支梁桥中T形截面粱的数值模拟对该方法进行了验证

为研究焊接栓钉型钢混凝土梁的受扭性能,设计并完成了7根焊接栓钉型钢混凝土梁试件和2根对比梁试件在纯扭作用下的静力荷载试验。

我国的工程桥梁事业在不断的发展， 桥梁的数量在不断的增加，但是桥梁工程施工还存在着一些问题， 桥梁会受到桥侧堆载或者是滑坡体的影响，导致土体发生侧向位移或者是沉降，在这样的情况下，桥梁桩基受力水平就会下降，对于整个工程的施工是极其不利的， 而且在侧移土体的相关作用下， 整个土体结构会发生水平位移，这样就会对桥梁的桩基产生一定的挤压， 使得桩基在水平作用力下发生变形， 使桥梁的上部结构和桥墩发生损伤。

随着火灾事故的不断增加，火灾后导致建筑结构构件产生不同程度损伤，因此，针对火灾后建筑物的检测鉴定是必要的。

爆破荷载和地应力的瞬态卸载是深埋隧洞开挖损伤区孕育及演化的重要影响因素。根据深埋圆形隧洞爆破开挖过程，采用理论模型和数值模拟相结合的方法分析开挖面上各段爆破引起的爆炸荷载和地应力瞬态卸载应力场的变化规律，并比较各段爆破开挖对隧洞保留岩体的损伤程度。

：采用静载与SHPB试验技术，进行混凝土材料损伤“冻结”试验，以极限承载力相对减少值宏观表征损伤量，试验表明，混凝土动态损伤随应变或应变率增加而增大，且动态损伤具有一定的应变阀值。根据混凝土损伤演化规律的概率密度服从Weibul1分布，建立了冲击损伤因子方程，并提出了统一的方程来描述冲击损伤后混凝土应力应变关系的全过程，通过与试验数据对比，结果表明理论值和试验结果吻合较好。

国家游泳中心子结构模型损伤识别试验研究

本项目受冻融循环作用影响， 严寒地区钢筋混凝土结构的耐久性和力学性能会发生严重退化。Xu 等对冻融循环作用后的钢筋混凝土柱的抗震性能进行了研究，发现随着冻融循环次数增加， 构件塑性变形能力降低，刚度、承载力衰减持续增加。

受设计、施工、使用在内的各种因素的影响，混凝上结构不可避免的产生并存在着 各种损伤及缺陷，为此需进行加固和修复，碳纤维外贴片材加固技术(CFRP)是其中重 要的方法之一。本文在己有研究基础匕共进行了34根混凝土梁的试验研究，研究内容 包括碳纤维布加固损伤混凝土梁受弯性能、预应力碳纤维布加固损伤混凝仁梁受弯性能、 碳纤维布加固损伤混凝1几梁受剪性能等。在试验研究的基础上，对加固梁受弯承载力、 刚度、裂缝宽度以及受剪承载力计算方法进行了理论研究。

通过某剪力墙结构住宅楼浇筑后混凝土大面积剥落、 损伤情况的鉴定分析及加固处理,为该类工程的鉴定及加固提供了参考。

根据短肢剪力墙结构的受力和变形特点,对多竖直杆模型进行了改进,建立了截面位移模型,摒弃了杆模型平截面假定的限制,有效地考虑了剪滞效应和翼缘的影响。利用变分原理导出了T形短肢剪力墙的空间单元刚度矩阵,研制了弹塑性时程分析程序,并输入三种不同的地震动进行了算例分析,计算结果表明,短肢剪力墙结构抗震性能较好,适合于在地震区推广使用。

:阐述了利用神经网络进行桥梁损伤识别的可行性、优越性;重点讨论了适合桥梁损伤识别的训练函数特性、数据处理和样本集的构成;利用Traindx 和Trainlm 神经网络训练函数编写了桥梁结构损伤识别神经网络程序,该程序具有较强的容错性,在结构检测数据带有较大误差时,也能识别出损伤位置;通过算例分析了网络中不同的训练函数、检测误差、隐层神经元个数对识别性能的影响,并得出利用Trainlm 函数训练神经网络更理想,神经元越多识别效果越好的结论.

利用结构动力参数的改变对空间钢网架进行损伤分析,其中许多指标对损伤并不敏感.文中 通过结构有限元分析软件ANSYS得到网架结构位移模态分析数据,采用杆件轴向应变变化率的 模态分析技术针对不同损伤状况的钢结构网架进行损伤识别,能够较为准确地诊断出网架杆件的 损伤位置.

温变效应对大体积混凝土结构的损伤开裂分析，内容详细丰富，可供网友参考下载。

研究高温对不同钢纤维掺量的钢纤维混凝土抗拉、劈拉强度的影响结果，对影响机理进行了简单的分析。试验结果表明：钢纤维混凝土高温后的抗压、劈拉强度随所受最高温的升高而缓慢下降，400℃以后下降稍快。与素混凝土相比，其残余强度率分别可提高30％和20％左右。采用有限元软件ANSYS对混凝土加热过程中的温度场与应力场进行分析，提出了混凝土高温下开裂损伤判据。

对于塑性混凝土的配合比设计来说，弹性模量是一项重要力学性能指标。对塑性混凝土弹性模量的测试采用了两种变形标距，在做大量试验的基础上，针对各原材料和不同的试验条件对影响塑性混凝土弹性模量的各因素进行了详细的探讨并得出了其影响规律。研究成果对于塑性混凝土的配合比设计及施工都具有较重要的指导意义。

为提高ABAQUS在超高层建筑动力弹塑性模拟方面的适用性问题,提高ABAQUS的建模、计算效率及应用的灵活性,基于塑性损伤力学理论独立开发了适用于混凝土梁柱纤维模型的混凝土一维拉压循环加载材料模型。

在小波包能量基础上，提出了基于小波包能量变异极值指数的结构损伤检测和定位方法。利用Daubechidel5小波函数对损伤前后结构的加速度信号进行小波包变换，通过损伤前后小波包能量变异极值指数的变化和分布情况建立了结构损伤指标，可判定损伤存在，确定损伤位置和估计损伤程度，并通过简支梁动力试验对该方法进行了验证，结果表明该方法有良好的灵敏性。

在本论文中，讨论了加强钢筋周围的混凝土的破坏情况，将混凝土钢筋破坏界面的界定为3种类型。根据这些定义，提出了高强混凝土的三维破坏原理。这个原理包含三个元素，分别是一个10节点的混凝土构件，两节点筋单元，和一个四节点的混凝土钢筋接口。进行了试验，以取得弯矩破坏公式的有关参数。数据控制记录被建议作为MSC MARC2000的一个用户定义元素，MSC MARC2000是一个商用有限元分析软件包。两个数值实例研究结果表明，数据控制记录元素可以合理精确有效的模拟高强混凝土黏结失效。